Questões de Dinâmica

Gabarito: B) O passageiro tende a manter seu estado de movimento enquanto o ônibus desacelera

Pela inércia, os corpos tendem a manter seu estado de movimento. Enquanto o ônibus desacelera, o passageiro (sem força horizontal significativa atuando sobre ele) continua com a velocidade que tinha, parecendo ser 'jogado' para frente em relação ao ônibus. Não existe uma força real empurrando-o para frente — esse é o erro comum descrito nas alternativas A e C.

Gabarito: C) A reação da água sobre as mãos do nadador, empurrando-o para frente

Pela 3ª Lei de Newton, ação (mão empurra a água para trás) e reação (água empurra a mão para frente) têm mesmo módulo, mesma direção e sentidos opostos, mas atuam em corpos diferentes. É a reação da água sobre o nadador que o impulsiona. O erro em D é achar que a força que o nadador aplica na água atua sobre ele mesmo — ação e reação sempre atuam em corpos distintos.

Gabarito: A) 10 N

Pela Segunda Lei de Newton, F = m·a = 5 kg × 2 m/s² = 10 N. Os erros surgem de dividir em vez de multiplicar (2,5 N), somar os valores (7 N), dobrar indevidamente o resultado (20 N) ou inverter a fórmula (0,4 N = a/m).

Gabarito: E) 15 N, pois a velocidade constante implica resultante nula

Velocidade constante significa equilíbrio (resultante nula), logo a força de atrito deve equilibrar exatamente a tração: Fat = T = 15 N. O erro da alternativa A é confundir 'sem aceleração' com 'sem força atuando' — há forças, mas elas se equilibram.

Gabarito: A) 15 N

A força de atrito cinético é dada por Fat = μc·N = 0,3 × 50 N = 15 N. Os erros surgem de esquecer de multiplicar pelo coeficiente (50 N), inverter a fórmula (dividir N por μ, dando 166,7 N ou 16,7 N) ou confundir o coeficiente com a própria força (0,3 N).

Gabarito: E) 25 N

Como o plano é sem atrito e o bloco está em equilíbrio, a tração equilibra apenas a componente do peso paralela ao plano: T = mg·senθ = 5×10×0,5 = 25 N. O erro em A é usar o peso total sem decompor (50 N), e em B é usar o cosseno em vez do seno.

Gabarito: C) 32 N

A normal equilibra apenas a componente do peso perpendicular ao plano: N = mg·cosθ = 4 × 10 × 0,8 = 32 N. O erro em A é usar o peso total sem decompor (40 N), e em B é trocar cosseno por seno (mg·senθ = 24 N).

Gabarito: D) 2 m/s²

Fat = μc·m·g; pela 2ª lei, a = Fat/m = μc·g = 0,2 × 10 = 2 m/s². Note que a massa se cancela na conta, então, nesse caso, a desaceleração NÃO depende da massa do bloco — o que torna a alternativa E um erro tentador, mas incorreto.

Gabarito: D) Igual ao módulo de F, pois o bloco está em equilíbrio

Enquanto o corpo permanece em repouso, a força de atrito estático se ajusta para equilibrar exatamente a força aplicada, até um valor máximo de μs·N. Ela só atinge esse valor máximo no instante em que o corpo está prestes a entrar em movimento. O erro comum (alternativa A) é achar que o atrito estático vale sempre μs·N.

Gabarito: E) 5 m/s²

A componente do peso paralela ao plano é mg·senθ; como a normal equilibra a componente perpendicular, a resultante ao longo do plano é mg·senθ, logo a = g·senθ = 10 × 0,5 = 5 m/s² (independentemente da massa). A alternativa B usa erroneamente o cosseno em vez do seno.

Gabarito: A) 10 m/s

No ponto mais alto do loop, a condição limite ocorre quando a normal se anula e todo o peso atua como força centrípeta: mg = mv²/r, logo v_min = √(g·r) = √(10×10) = 10 m/s. Abaixo dessa velocidade, o carrinho perde contato com o trilho antes de completar o loop.

Gabarito: B) 4 m/s²

No bloco pendurado: m2g − T = m2a. No bloco do plano (que sobe puxado pelo fio): T − m1g·senθ = m1a. Somando as equações, T se cancela: m2g − m1g·sen30° = (m1+m2)a, logo 30 − 2×10×0,5 = 30 − 10 = 20 = 5a, portanto a = 4 m/s².